Habari za Sekta: GPU huongeza mahitaji ya kaki za silicon

Silicon ni nyenzo ya pili kwa ukubwa duniani, baada ya oksijeni, na nyenzo ya saba ya kawaida katika ulimwengu.Silicon ni semiconductor, maana yake ina sifa ya umeme kati ya kondakta (kama vile shaba) na vihami (kama vile kioo).Kiasi kidogo cha atomi za kigeni katika muundo wa silicon kinaweza kubadilisha tabia yake kimsingi, kwa hivyo usafi wa silicon ya kiwango cha semiconductor lazima iwe juu sana.Kiwango cha chini cha usafi kinachokubalika kwa silicon ya kiwango cha elektroniki ni 99.999999%.

Hii ina maana kwamba atomi moja tu isiyo ya silicon inaruhusiwa kwa kila atomi bilioni kumi.Maji mazuri ya kunywa huruhusu molekuli milioni 40 zisizo za maji, ambayo ni safi mara milioni 50 kuliko silicon ya kiwango cha semiconductor.

Watengenezaji wa kaki tupu za silicon lazima wabadilishe silikoni ya hali ya juu kuwa miundo bora ya fuwele moja.Hii inafanywa kwa kuanzisha kioo cha mama mmoja kwenye silicon iliyoyeyuka kwa joto linalofaa.Fuwele za binti mpya zinapoanza kukua karibu na fuwele mama, ingot ya silicon huundwa polepole kutoka kwa silicon iliyoyeyuka.Mchakato ni wa polepole na unaweza kuchukua wiki.Ingot ya silicon iliyokamilishwa ina uzito wa kilo 100 na inaweza kutengeneza zaidi ya mikate 3,000.

Kaki hukatwa kwenye vipande nyembamba kwa kutumia waya mzuri sana wa almasi.Usahihi wa zana za kukata silicon ni za juu sana, na waendeshaji lazima wafuatiliwe daima, au wataanza kutumia zana za kufanya mambo ya kijinga kwa nywele zao.Utangulizi mfupi wa utengenezaji wa kaki za silicon umerahisishwa sana na hautoi mikopo kikamilifu kwa michango ya fikra;lakini inategemewa kutoa usuli kwa uelewa wa kina wa biashara ya kaki ya silicon.

Uhusiano wa usambazaji na mahitaji ya kaki za silicon

Soko la kaki ya silicon inaongozwa na makampuni manne.Kwa muda mrefu, soko limekuwa katika usawa wa maridadi kati ya usambazaji na mahitaji.
Kupungua kwa mauzo ya semiconductor mnamo 2023 kumesababisha soko kuwa katika hali ya ugavi kupita kiasi, na kusababisha orodha za watengenezaji wa chip kuwa juu.Walakini, hii ni hali ya muda tu.Soko linapoimarika, tasnia hivi karibuni itarudi kwenye makali ya uwezo na lazima ikidhi mahitaji ya ziada yaliyoletwa na mapinduzi ya AI.Mpito kutoka kwa usanifu wa jadi wa msingi wa CPU hadi kompyuta iliyoharakishwa itakuwa na athari kwa tasnia nzima, kwani Hata hivyo, hii inaweza kuathiri sehemu za bei ya chini za tasnia ya semiconductor.

Usanifu wa Kitengo cha Uchakataji wa Michoro (GPU) unahitaji eneo zaidi la silikoni

Kadiri mahitaji ya utendakazi yanavyoongezeka, watengenezaji wa GPU lazima washinde vikwazo fulani vya muundo ili kufikia utendaji wa juu zaidi kutoka kwa GPU.Kwa wazi, kufanya chip kuwa kubwa ni njia mojawapo ya kufikia utendaji wa juu, kwani elektroni hazipendi kusafiri umbali mrefu kati ya chips tofauti, ambayo hupunguza utendaji.Walakini, kuna kizuizi cha vitendo cha kufanya chip kuwa kubwa, inayojulikana kama "kikomo cha retina".

Kikomo cha lithography kinarejelea ukubwa wa juu zaidi wa chip ambayo inaweza kufichuliwa kwa hatua moja katika mashine ya lithography inayotumiwa katika utengenezaji wa semiconductor.Kizuizi hiki kinatambuliwa na saizi ya juu ya uwanja wa sumaku wa vifaa vya lithography, haswa stepper au skana inayotumika katika mchakato wa lithography.Kwa teknolojia ya hivi karibuni, kikomo cha mask kawaida ni karibu milimita 858 za mraba.Kizuizi hiki cha saizi ni muhimu sana kwa sababu huamua eneo la juu zaidi ambalo linaweza kuchorwa kwenye kaki katika mfiduo mmoja.Iwapo kaki ni kubwa kuliko kikomo hiki, mifichuo mingi itahitajika ili kuunda kikamilifu kaki, jambo ambalo haliwezekani kwa uzalishaji wa wingi kwa sababu ya utata na changamoto za upatanishi.GB200 mpya itashinda kizuizi hiki kwa kuchanganya substrates mbili za chip na mapungufu ya saizi ya chembe ndani ya kiunganishi cha silicon, na kuunda substrate isiyo na chembe nyingi ambayo ni kubwa mara mbili.Vikwazo vingine vya utendaji ni kiasi cha kumbukumbu na umbali wa kumbukumbu hiyo (yaani bandwidth ya kumbukumbu).Usanifu mpya wa GPU hushinda tatizo hili kwa kutumia kumbukumbu ya data-bandwidth iliyopangwa (HBM) ambayo imesakinishwa kwenye kiingilizi sawa cha silikoni na chip mbili za GPU.Kwa mtazamo wa silicon, shida na HBM ni kwamba kila sehemu ya silicon ni mara mbili ya DRAM ya jadi kwa sababu ya kiolesura cha juu-sambamba kinachohitajika kwa kipimo data cha juu.HBM pia inaunganisha chipu ya kudhibiti mantiki kwenye kila mrundikano, na kuongeza eneo la silikoni.Hesabu mbaya inaonyesha kuwa eneo la silicon linalotumika katika usanifu wa 2.5D GPU ni mara 2.5 hadi 3 ya usanifu wa jadi wa 2.0D.Kama ilivyoelezwa hapo awali, isipokuwa kampuni za uanzishaji zimetayarishwa kwa mabadiliko haya, uwezo wa kaki wa silicon unaweza kuwa ngumu sana tena.

Uwezo wa siku zijazo wa soko la kaki la silicon

Sheria ya kwanza kati ya tatu za utengenezaji wa semiconductor ni kwamba pesa nyingi zinahitajika kuwekezwa wakati kiwango kidogo cha pesa kinapatikana.Hii ni kwa sababu ya asili ya mzunguko wa tasnia, na kampuni za semiconductor zina wakati mgumu kufuata sheria hii.Kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu, watengenezaji wengi wa kaki za silicon wametambua athari za mabadiliko haya na wamekaribia mara tatu jumla ya matumizi yao ya mtaji ya kila robo mwaka katika robo chache zilizopita.Licha ya hali ngumu ya soko, hii bado ni kesi.Kinachovutia zaidi ni kwamba hali hii imekuwa ikiendelea kwa muda mrefu.Kampuni za kaki za silicon zina bahati au zinajua kitu ambacho wengine hawajui.Mlolongo wa usambazaji wa semiconductor ni mashine ya wakati ambayo inaweza kutabiri siku zijazo.Wakati ujao wako unaweza kuwa zamani wa mtu mwingine.Ingawa hatupati majibu kila mara, karibu kila mara tunapata maswali muhimu.